乙醇和水精餾實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-01-03 14:03 本頁面
【正文】 產(chǎn)效率，選用篩板塔。 操作流程乙醇——水溶液經(jīng)預(yù)熱至泡點(diǎn)后，用泵送入精餾塔。塔頂上升蒸氣采用全冷凝后，部分回流，其余作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。塔釜采用間接蒸汽再沸器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。精餾裝置有精餾塔、原料預(yù)熱器、再沸器、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。熱量自塔釜輸入，物料在塔內(nèi)經(jīng)多次部分氣化與部分冷凝進(jìn)行精餾分離，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。乙醇—水混合液原料經(jīng)預(yù)熱器加熱到泡點(diǎn)溫度后送入精餾塔進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過程。流程示意圖如下圖（圖一）第三 章、塔的工藝計(jì)算：乙醇和水的汽液平衡數(shù)據(jù)（）不同溫度下乙醇和水的汽液平衡組成數(shù)據(jù)如下（表1）液相摩爾分?jǐn)?shù)x氣相摩爾分?jǐn)?shù)y溫度/℃液相摩爾分?jǐn)?shù)x氣相摩爾分?jǐn)?shù)y溫度/℃100根據(jù)以上數(shù)據(jù)畫出以下乙醇與水的tx（y）相平衡圖（圖2）及乙醇與水的xy（圖3）：圖3原料液中： 設(shè)A組分——乙醇；B組分——水乙醇的摩爾質(zhì)量：M乙= kg/kmol；水的摩爾質(zhì)量： M水= kg/kmol，整理相關(guān)的物性數(shù)據(jù)水和乙醇的物理性質(zhì)（表2）名稱分子式相對(duì)分子質(zhì)量密度 20℃沸 點(diǎn)℃比熱容(20℃)Kg/(kg.℃)黏度(20℃)導(dǎo)熱系數(shù)(20℃)/(m.℃)表面張力(20℃)N/m水998100乙醇789，進(jìn)料液，塔底的摩爾分?jǐn)?shù)原料液以及塔頂,塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 物料衡算 進(jìn)料量F=5萬噸/年== kmol/s 全塔總物料衡算 F=D+W 易揮發(fā)組分物料衡算 聯(lián)立以上二式得：D= W= 最小回流比Rmin和操作回流比由相平衡方程式可得取乙醇和水的氣液平衡數(shù)據(jù)若干組代入上式并求其α。α= 則=故取操作回流比 R=操作方程的確定精餾段：提餾段： 提餾段操作線方程： q線方程：x=xq=xF=理論板：指離開此板的氣液兩相平衡，而且塔板上液相組成均勻。用逐板計(jì)算法計(jì)算理論塔板數(shù)：平衡方程y1= x1=y2= x2=y3= x3=y4= x4=x4=即第四層理論板為進(jìn)料板，一般進(jìn)料板作為提餾段，則精餾段理論板數(shù)為3.平衡方程提餾段操作線方程：x1= y2= x2=y3= x3=y4= x4=y5= x5=y6= x6=y7= x7=y8= x8=y9= x9= x9=即提餾段9層板（不包括再沸器）板效率與塔板結(jié)構(gòu)，操作條件，物質(zhì)的物理性質(zhì)及流體力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，它反映實(shí)際塔板上傳質(zhì)過程進(jìn)行的程度。板效率可用奧康奈爾公式：計(jì)算。其中：—塔頂與塔底平均溫度下的相對(duì)揮發(fā)度；—。、塔釜及進(jìn)料的溫度確定利用乙醇和水的氣液平衡數(shù)據(jù)用差值法計(jì)算進(jìn)料溫度、塔頂溫度、塔底溫度進(jìn)料溫度： =塔頂溫度： =塔底溫度： =精餾段平均溫度 提留段平均溫度 、進(jìn)料處及塔底處的相對(duì)揮發(fā)度根據(jù)乙醇與水溶液xy相平衡圖（圖7）可以查得：y1== x1= = = = = 精餾段的平均相對(duì)揮發(fā)度的求取：提餾段的平均相對(duì)揮發(fā)度的求?。? 利用黏性共線圖差得時(shí) 時(shí) 精餾段粘度 提餾段粘度（1）精餾段：已知= =s== ==≈≈6塊（2）提餾段： 已知= =s== ==≈≈21塊全塔所需實(shí)際塔板數(shù)：= + =27塊全塔效率：加料板位置在第7塊塔板 第四章、塔的物性計(jì)算及特性條件根據(jù)乙醇與水的tx（y）相平衡圖可知：塔頂== = = + () 18==+（）18= kg/kmol進(jìn)料板：= == +（）18==+（）18= kg/kmol塔釜： = = = + () 18==+（）18= kg/kmol精餾段的平均摩爾質(zhì)量== = = kg/kmol提餾段的平均摩爾質(zhì)量====塔頂精餾段平均摩爾質(zhì)量進(jìn)料板提餾段平均摩爾質(zhì)量塔釜表3 ρm查表計(jì)算各溫度下乙醇和水的密度溫度/80 735
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